浅议绿色建筑设计理念、方法及误区＊

胡 敏

(四川大学建筑与环境学院,四川成都 610207)

浅议绿色建筑设计理念、方法及误区＊

胡 敏

(四川大学建筑与环境学院,四川成都 610207)

在经济高速发展和能源高速消耗的今天,做为耗能的重要产业——建筑业应该由传统高消耗型发展模式转向高效生态型发展模式,绿色建筑因其节约资源、保护环境、健康舒适等特点,是建筑业的发展趋势,符合“两型社会”建设要求。本文主要介绍了绿色建筑的设计理念、常用设计方法以及设计的误区,增进对可持续性与生态建筑设计的认识。

绿色建筑;设计理念;设计方法;可持续性

在经济迅速发展的同时,资源的过度消耗、生态环境的剧烈破坏、水体的严重污染及气候的异常变化等问题也随之产生,而建筑产业作为资源消耗巨大的重要产业,是国家实行可持续发展战略中举足轻重的一个环节,2008年8月4日,住房和城乡建设部公布我国第一批“绿色建筑设计评价标识”项目,推广绿色建筑、树立绿色理念再一次进入人们的视野。把绿色赋予建筑是为了让建筑有健康和再生的机理,使建筑与生态系统联系起来,为人们提供舒适的生活、工作环境,树立全面、协调、可持续的科学发展观。对建筑来说就必须实现由传统高消耗型发展模式转向高效生态型发展模式,绿色建筑正是实施这一转变的必由之路,是当今世界建筑的研究热点和必然发展趋势。

一、绿色建筑的内涵

2004年8月,住房和城乡建设部建设部颁发的《绿色建筑评价标准》对绿色建筑作出了如下定义:指在建筑的全寿命周期内(包括物料生产、建筑规划、设计、施工、运营维护及拆除过程),最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑[1-2]。从概念上来讲,绿色建筑主要包含了以下四点:

(1)节约资源,即节能、节地、节水、节材,主要强调减少各种资源的浪费;

(2)保护环境,强调减少环境污染,减少二氧化碳的排放;

(3)满足人们的使用要求,为人们提供“健康”、“适用”、“高效”的使用空间;

(4)循环利用可再生资源。

所谓“绿色建筑”的“绿色”,并不是指一般意义的立体绿化、屋顶花园,而是一个概念或象征,有些专家把绿色建筑归结为具备4R的建筑[3],即Reduce,减少建筑材料、各种资源和不可再生能源的使用;Renewable,利用可再生能源和材料; Recycle,利用回收材料,设置废弃物回收系统;Reuse,在结构允许的条件下重新使用旧材料。因此,绿色建筑是资源和能源有效利用、保护环境舒适、健康、安全的建筑,从而实现与自然和谐共生。

二、绿色建筑设计理念

绿色建筑设计理念包括以下几个方面:

节能理念:一般建筑能耗严重,使用过程中50%的能源被消耗,由此产生严重的环境污染。绿色建筑要求将能耗的使用在一般建筑的基础降低70%～75%,并减少对水资源的消耗与浪费[4]。那么绿色建筑在设计过程中应充分利用太阳能,采用节能的建筑围护结构,减少采暖和空调的使用,并根据自然通风的原理设置风冷系统,使建筑能够有效地利用夏季的主导风向;采用适应当地气候条件的平面形式及总体布局。

节约利用理念:在建筑生产及使用过程中,需要消耗大量自然资源,为了抑制自然资源的枯竭,需要考虑资源的合理使用和处置,提高建筑物的耐久性,合理地使用地方材料,减少资源消耗以及抑制废弃物的产生。节约用水,设置污水处理设备,进行中水回用;选用低能耗可再生环保型材料,减少木材的使用;充分利用建筑资源,包括对建材生产废料、建材包装废料、旧建筑利用、建筑设施公用、施工废弃物减量、拆除废弃物的再利用等。

环保理念:一般建筑实行商品化生产,设计实行标准化、产业化;绿色建筑强调尊重本土文化、自然、气候,减少温室气体排放,提高室内环境质量,进行废水、垃圾处理,实现环境零污染;建筑内部不使用对人体有害的建筑材料和装修材料,尽量采用天然材料;室内空气清新,温、湿度适当,使居住者感觉良好;土壤中不存在有毒、有害物质,地温适宜,地下水纯净,地磁适中。

和谐理念:一般建筑设计理念是封闭的,将建筑与外界隔离。绿色建筑外部要强调与周边环境相融合,内部与外部可以自动调节,和谐一致、动静互补,追求建筑“四节”和环境生态共存。从整体出发,通过借景、组景、分景、添景等多种手法,使建筑内外环境协调。

三、绿色建筑的设计方法

(一)绿色建筑节地设计

珍惜和合理利用每寸土地,是我国的一项基本国策。国务院有关文件指出,各级人民政府、地方行政公署要全面规划,切实保护,合理开发和利用土地资源,尽量利用荒地、劣地、坡地,不占或少占耕地。节约用地,从建筑的角度上讲,是指建房活动中最大限度少占土地面积,并使绿化面积少损失、不损失,因此在选定建筑的建设地址后,需对建设地段进行现场设计,只有与自然环境协调的建筑才称得上绿色建筑。绿色建筑的现场设计应根据当地的地理环境,具体问题具体分析。在城市中节地的技术措施主要是:建造多层、高层建筑,以提高建筑容积率,降低建筑密度;充分利用地下空间,增加城市容量,改善城市环境,提高住宅用地的集约度,为今后的持续发展留有余地;增加绿地面积,改善住区的生态环境;在城镇、乡村建设中,提倡因地制宜,因形就势,多利用零散地、坡地建房,充分利用地方材料,保护自然环境,使建筑与自然环境互生共融,开发利用节地建筑材料。

(二)绿色建筑节能设计

建筑业是耗能重要产业,全世界有近30%的能源消耗在建筑物上。在我国,建筑能耗已超过全国能源消费总量的1/ 4,且逐年呈递增趋势,如不及时地加以改善,所占比例将上升到40%左右[6],因此建筑节能设计是绿色建筑设计的核心内容,建筑节能需要多学科、多部门的相互沟通和配合,需要根据建筑所在区域选择适合的建筑节能设计标准,按照标准进行建筑热工的节能设计和建筑节能设计的综合评价,然后再进行空调采暖和通风的节能设计,使设计的建筑在增强围护结构隔热、保温性能和提高空调、采暖设备能效比、保证相同的室内热环境等参数方面有更好的性能。而建筑耗热量主要是通过围护结构的传热耗热量构成,在传热耗热量所占份额中,屋顶约占7%～8%,外墙约占23%～34%,门窗约占23%～25%,各关键部分节能设计如下[7]:

(1)屋顶节能设计:我国冬季采暖主要用煤,夏季降温主要用电,合理的屋顶保温和隔热设计可省出大量的能耗。采用屋顶绿化设计技术,增加绿化率,节约能源和调节气候。

(2)外墙节能设计:建筑设计中应采用高效材料,进行必要的保温和隔热设计,不仅要提高对围护结构的保温要求,而且要考虑构造柱、圈梁等周边热桥部位对外墙传热的影响。

(3)门窗节能设计:建筑通风、采光性能变优的同时其面积就要相应的增大,这样与外界的交换就会变多,特别是最近几年在居住建筑中比较流行的大落地窗和外飘窗,这些对室内的保温和隔热都带来困难。所以建筑门、窗中特别是户门、阳台门及外窗必须进行合理的节能设计,要在设计中提高门、窗的保温和隔热能力,增加门、窗的密封性,减少通风次数,合理减少门、窗的面积,降低建筑能耗。

(三)绿色建筑平面设计

合理的朝向能使建筑从阳光中获取大量的能量,住宅往往需要平行布置,并且朝向南面,彼此之间要留出足够的间距保证冬季的日照时间。建筑的体形系数(建筑物表面积与其体积的比值)直接影响建筑能耗的大小,体形系数越大,单位建筑空间的散热面积越大,能耗就越高。在相同体积时分散的布局模式要比集中布局的建筑热耗大,从节能的角度宜首选高层和中高层建筑。具体设计时应减少建筑外墙面积、控制层高,建筑层高固定时,对于确定的建筑面积,都有与之相适宜的最佳节能楼层数,减少体型凹凸变化,采用规则平面形式。合理的建筑布局可以充分利用现场的资源来减少建筑耗能以及改善室内环境质量,仔细划分建筑内的使用功能区,使不需要窗户的功能区域尽量安排在建筑物的北面,使具有相似使用功能的功能区域尽量位于同一区域。

(四)绿色建筑单体设计

外墙设计要满足自然采光、自然通风要求,减少对电器设备的依赖,设计时采用明厅、明卧、明卫、明厨的设计,外墙设计要努力提高室内环境的热稳定。①采用良好的外墙材料,利用更好的隔热砖代替粘土砖,节省土地资源;②采用选择性镀膜窗户,其导热系数较小,能够改善室内环境的热稳定性;③加强门窗的气密性,减少热交换;④使用各种轻便可调节的遮阳设备抵卸夏季太阳的直接辐射,同时冬季能够调节便于采光;⑤采用弹性设计方案,提高房屋的适用性、可变性,具体表现在建筑结构、建筑设备等灵活性要求上。

四、绿色建筑设计误区

(一)绿色并不等于高价或高成本

在楼盘销售以广告轰炸和概念炒作盛行的年代,“绿色建筑”也毫无例外地成为房地产商们朗朗上口的新词儿,以至于让人们误以为绿色建筑就是高档建筑。仇保兴[8]说:绿色建筑是一个广泛的概念,绿色并不意味着高价和高成本。比如延安窑洞冬暖夏凉,把它改造成中国式的绿色建筑,造价并不高;新疆有一种具有当地特色的建筑,它的墙壁由当地的石膏和透气性好的秸秆组合而成,保温性很高,再加上非常当地化的屋顶,就是一种典型的乡村绿色建筑,其造价只有800元/平方米,可谓价廉物美。

并不是现代化的、高科技的就是绿色建筑,“绿色建筑”常成为一些房地产开发商提高房价的欺骗性概念。现在应大力推广绿色建筑的标识,通过对建筑的节能、节水、节地、节材和室内环境的具体性能进行实测,给出数据,规定对生态环境的保护,把绿色建筑从一个简单的概念变成定量化的检测标准,对达到标准的给予绿色建筑的标识,这样伪绿色就会现原形,最终会退出房地产市场。

(二)绿色建筑不仅局限于新建筑

我国新建建筑节能工作做得较好,基本遵循了绿色建筑的标准;但把大量既有建筑改造成绿色建筑的工作推进的不是很顺利,许多既有建筑仍是耗能大户,据建设部统计,新建建筑在设计阶段执行强制性节能标准的执行率由2005年的53%提高到了2007年的97%;施工阶段执行强制性节能标准的执行率由2005年的21%提高到了2007年的71%,总共每年可节约700万吨左右标准煤,未来的30年之内,我国还要新建400多亿平方米的建筑,在现行建筑管理体系中,达不到绿色建筑标准就不得开工,所以新建建筑的节能只是执行问题,难度并不是很大。难度在于如何让我国既有的400亿平方米建筑节能改造成绿色建筑。

(三)建筑节能不只是政府的职责

每台电器设备在待机状态下耗电一般为其开机功能的10%左右;一盏11瓦的节能灯相当于60瓦的白炽灯亮度;选用电子镇流器,较传统镇流器省电30%;变频式空调较常规的非变频空调节能20%至30%[9]。

这些节能小窍门看似细小,日积月累,却能节省不少能源。推广绿色建筑不只是政府的职责,广大居民也是绿色建筑的最终实践者和受益者。在绿色建筑的建造过程中,不仅需要政府去实施,也需要广大市民关心监督,不能只停留在专家、政府官员和一些大企业、大城市,应进入寻常百姓家。要让老百姓知道什么是绿色建筑,都能关注建筑节能和绿色建筑,都注意房屋的能耗、材料、对室内环境的影响、二氧化碳的排放,那么就会形成对绿色建筑的市场需求,有了市场需求,建筑节能和绿色建筑才能在全社会广泛地推广应用。

五、结语

随着地球人口急剧增长,人类不断向地球索取,环境破坏以及自然资源的大量消耗成为制约人类生存发展的重要因素,建筑是人类文明发展的载体,是人类文明史的见证。21世纪是人类由“黑色文明”过渡到“绿色文明”的新世纪,因此在尊重传统的基础上,提倡与自然共生的绿色建筑将是21世纪建筑的主题,新时期里迫切需要改变传统的建筑生产模式,大力发展绿色建筑,使建筑既舒适、健康、高效,又与环境和谐共生,满足社会发展和人类生活水平提高的客观需求。

[1]GB/T 50378-2006,绿色建筑评价标准[S].

[2]中国建筑科学研究院.绿色建筑技术文集[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.

[3]郑辑宏,绿色建筑设计原则与设计方法[J].河南建材,2009,(5): 113-115.

[4]邓世围,绿色建筑的经济理性与对策[J].中外建筑,2008,(8): 119-122.

[5]郑辑宏,绿色建筑设计原则与设计方法[J].广东建材,2008, (10):112-114.

[6]陈宇峰.绿色建筑的概念设计[J].福建建设科技,2008,(3):3 -4.

[7]孙延军,李澎,刘冰.谈绿色建筑设计[J].陕西建筑,2008,(9).

[8]仇保兴.推行绿色建筑加快资源节约型社会建设[J].建筑与文化,2006,(26):8-14.

[9]Malmo.Area developmentBo01-city of To-morrow,Sweden,2001, catalogue of best practice examples[Z].European green buildingforum,2001.

2010-04-07

胡敏(1988-),女,湖南湘潭人,本科生。